TRANG THÁI TỚI HẠN 173
6.4 DUONG TRANG THÁI TÚI HẠN VÀ ĐỊNH TÍNH vé UNG XU CUA BAT
Sự tên tại đường trạng thái tới hạn cho phép chúng ta đánh giá
về mặt định tính sự ứng xử của đất trong bất cứ thí nghiệm ném ba
trục nào trên đất có bất kỳ lịch sử cố kết như thế nào. Dé đánh giá về mặt định tính cẩn phải xem xét sự ứng xử của đất trong mặt phẳng ứng suất có hiệu và mặt phẳng nén một cách đồng thời.
¢) p Hinh 6.12 Ứng xử của đất trong thí nghiệm bu trục thoót nước oà không
thoát nước đối uới đường trạng thói tới han; a, b) Lộ trình thí nghiệm trong một phẳng có hiệu phq; c) Lộ trình trong mặt phẳng nén 0p
Có bai cặp thí nghiệm được xem xét. Cặp thứ nhất gêm hai thí nghiệm trên các mẫu được nén đẳng hướng ở trạng thái cố kết thường (A trong hình 6.12), cặp thứ hai gồm hai thí nghiệm trên các mẫu nén đẳng hướng và giảm tải sao cho mẫu ở trạng thái quá cố kết và có ứng suất có hiệu trung bình ban đầu giống như mẫu A (B trong hình 6.12). Nhữ vậy tất cả bốn thí nghiệm tiểu bắt đầu tại cùng một điểm trên trục p` trong mặt phẳng ứng suất có hiệu ŒH.6.12a,b) nhưng
trong mặt phẳng nén thì vị trí ban đầu A va B nằm về hai phía khác nhau của đường trạng thái tới han (H.6.12c),
6.4.1 Mẫu ở trạng thái cố kết thường 1- Thí nghiệm không thoát nước
'Trong mặt phẳng nén lộ trình thí nghiệm bắt đầu từ điểm A thì kết thúc ở điểm U sẽ nằm trên đường trạng thái tới hạn (H.6.12c) va cú tỉ thể tớch ứ khụng đổi.
TRẠNG THÁI TỚI HẠN 187
Trong mặt phẳng ứng suất, điểm U cũng nằm trên đường trạng thái tới hạn và có p` như trong mặt phẳng nén (H.6.12a), lộ trình từ A đến U chưa xác định được nhưng có thể sơ phát một đường cong nào đó. Chúng ta cũng biết trong thí nghiệm ba trục chuẩn thì ứng suất tổng cú lộ trỡnh ứng suất tổng theo độ dốc ửg/ọp = 3. Lộ trỡnh ứng suất tổng AW nằm bên phải của lộ trình ứng suất có hiệu, cho nên trong thí nghiệm không thoát nước áp lực lỗ rỗng phát sinh là dương.
8- Thí nghiệm thoát nước
Trong mặt phẳng ứng suất p›g: Lộ trình ứng suất có hiệu xuất phát từ A cũng là lộ trình ứng suất tổng trong thí nghiệm không thoát nước AW. Có nghĩa là điểm kết thúc thí nghiệm thoát nước chính là W trên đường trạng thái tới hạn.
+ Trong mặt phẳng nén, điểm W cũng nằm trên đường trạng thái
tới hạn cùng với giá trị p` của W trong mặt phẳng ứng suất (H.6.12c), như vậy thì mẫu chịu nén và giảm thể tích. Hình dạng của lộ trình từ
A đến W cũng chưa biết nhưng có thể sơ phát một đường cong nào đó.
6.4.2 Mẫu ở trạng thái quá cố kết
1- Thí nghiệm không thoái nước Các điểm kết thúc thí nghiệm tiến về đường trạng thái tới hạn trong thí nghiệm không thoát nước của mẫu sét quá cố kết hoàn toàn khác với mẫu cố kết thường. Lịch sử cố kết đã để lại cho đất tại B có tỉ thể tớch ứ nhỏ hơn rất nhiều (H.6.12e) cho nờn cường độ chống cắt không thoát nước cao hơn rất nhiều. Vị trí điểm V trên đường trạng thái tới hạn so với điểm xuất phát B trong cả mặt phẳng nén (H.6.12c) cũng như trong mặt phẳng ứng suất (H.6.12b) đều cho thấy ứng suất có hiệu trung bình gia tăng suốt trong quá trình thí nghiệm hay nói một cách khác là áp lực lỗ rỗng có giá trị âm khi tiến đến trạng thái tới hạn.
9- Thí nghiệm thoát nước
Trong mặt phẳng ứng suất: Những mẫu quá cố kết được bắt đầu thí nghiệm tại B cũng có cùng ứng suất có hiệu ban đâu như các mẫu cố kết thường tại A. Cho nên trong thí nghiệm thoát nước lộ trình ứng
suất có hiệu (và ứng suất tổng) cũng giống như mẫu tại A, và kết quả là mẫu đạt đến trạng thái tới hạn cũng tại W giống như trường hợp mẫu cố kết thường.
Trong mặt phẳng nén, điểm B nằm bên dưới điểm W cho nên thí nghiệm thoát nước đi liền với việc dăn nở thể tích.
Nhưng tất cả những điều nhận xét đó cũng chỉ xác định được vị trí đường trạng thái tới hạn. Cần kết hợp với một số kinh nghiệm về sự ứng xử của đất để để nghị rằng lộ trình ứng suất có thể đi cách xa hơn W trong mặt phẳng nộn ứ:g (H.6.12b) (sao cho đường cong quan hệ ứng suất biến dạng đi qua một đỉnh) và mẫu chịu nén lúc đầu rồi sau đó mới đãn nở.
Sự ứng xử của đất rõ ràng phụ thuộc vào lộ trình ứng suất tổng mà nó chịu tác dụng. Chẳng hạn một mẫu đất cố kết thường chịu tác dụng giảm tải trọng theo lộ trình ứng suất tổng AT (H.6.13) sẽ phát sinh áp lực lỗ rỗng âm trong thí nghiệm không thoát nước (AU) và thể tích đãn nở trong thí nghiệm thoát nước (AT). Trong trường hợp này sức chống cắt thoát nước hay còn gọi là sức chống cắt dài hạn sẽ nhô hơn sức chống cắt không thoát nước.
q ¥
a ,
a) .b)
Hinh 6.13 Thí nghiệm nén ba trục trên đốt cố kết thường uới lộ trình ứng suất tổng tác dụng sao cho súc chống cắt thoát nước nhỏ hơn sức chống cắt
khụng thoỏt nước; g) Lộ trỡnh trong pơq; b) Lộ trinh trong v:p’